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活塞，汽轮机，火箭引擎 Piston, Gas Turbine & Rocket Engines
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热电厂 Power Plants
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Air Conditioning
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能量转换装置工作过程简介
1、蒸汽动力装置 2、内燃机
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在这个循环过程中，为什么要有一个放 热的过程？
如果设有放热过程它不是能更好地利用 能源吗？
三个守恒方程是指质量守恒方程、能量守恒方程 和熵守恒方程等,这是热工分析计算的基础;
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四个热力过程指的是定温、定压、定容和绝热等 四个基本热力过程。包括过程的特点、过程中状 态参数的变化、热量和功量(机械功)的转化情况 等;
在实际的能量转换过程中，转换的效率不可能达 到100%，工程热力学所要研究的就是怎样使这个 效率达到最大，以更好地利用热能。
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内容： “一种工质、两个基本定律、三个守 恒方程、四个热力过程、五方面应用”
一种工质是指理想气体,包括理想气体的定义、性 质、状态参数、状态方程等;
两个基本定律是热力学第一定律和第二定律,包括 了定律的定性和定量表达及有关应用等;
和破坏力非常大，每年因污染造成的经济损 失在1000亿元以上
能源供需矛盾十分突出
节能 7
热能的利用
能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。*
燃料电池
氢、酒精等二次能源
电能
机械能 辐射能
光电池
发电机
机械 风能、水能、海洋能
机械能
热能 直接利用
煤、石油、天然气
核能
核反应
燃烧 集热器
热机 90％
热 能 直接利用
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0-1 能量与能源 能量
能量是物质运动的度量。 世界是由物质构成的，一切物质都处于 运动状态，所以一切物质都具有能量。
能量是人类社会进步的动力。
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能量的主要形式 :
机械能 : 物体的动能与势能； 热能 ：物质分子热运动动能与位能之和，即不涉
及化学变化和核反应的热力学能，也称为内 热能；
电能 ：与电荷的运动和积蓄有关的能量； 化学能 ：通过化学反应释放的能量； 核能 ：通过核反应释放的能量； 辐射能 ：物体以电磁波的形式发射的能量。
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热力学涉及领域
Combustion systems 燃烧系统
Power production — engines, power plants, etc. 动力的产生——发动机，电厂等。
Propulsion systems — aircraft, rockets, etc. 驱动系统——航行器，火箭等。
燃烧
太阳能 光合作用
生物质能 食物利用
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热能的利用
两种基本方式
直接利用：将热能直接用于加热物体 如：烘干、蒸煮、采暖、熔化等等；
间接利用：将热能转变为其它形式的能 * 如：热能向机械能的转换 热能向机械能转换后再由机械能转换为电能 热能向电能直接转换
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0－2 热工基础的研究内容
1.工程热力学的研究内容与研究方法 2.传热学的研究内容与研究方法
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Transportation- Automobiles
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Aviation: 1900
The world’s first power-driven, controlled and sustained flight invented and built by Wilbur and Orville Wright flown by them at Kitty Hawk, North Carolina December 17, 1903 .They opened the era of aviation.
HVAC — refrigeration systems, heat pumps, etc. 供热通风与空调工程——制冷系统，热泵等
Cryogenics — gas separation and liquefaction 低温——气体分离及液化
Biomedical applications 生物医学应用
Alternative energy systems — fuel cells, solar heating, geothermal, wind energy, ocean thermal, etc. 可再生能源的利用——燃料电池，太阳能加热系 统，地热系统，风能，海洋能等等
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Fluid compression and movement — fans, pumps, compressors, etc. 流体压缩和运动——风机，泵，压缩机等
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能源
定义：人类采用各种手段获取各类能量的物 质资源
分类：非再生能源（耗竭能源） 再生能源（非耗竭能源）
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ห้องสมุดไป่ตู้
我国能源现状
集中在非再生能源的有效利用上 能源资源蕴藏量和产量居世界第3位 人均占有：世界平均值的1/4，
工业发达国家的1/15～1/20 中国能源开发利用过程中对生态环境的压力
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Steam Power
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Transportation- Rail Road
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Transportation- Automobiles
The first car that ever mastered a drive was built by the German engineer and inventor Carl Benz in 1885 .
热工基础
张学学 编著 石油工程学院流体热工教研室
贾敏
1
热工理论基础包括
工程热力学 (Engineering Thermodynamics) 研究热能的性质；热能与机械能以及其它
形式能量之间的相互转换规律 传热学 (Heat Transfer)
研究热量传递的规律
如何有效利用热能
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绪论
0-1 能量与能源 0-2 热工基础的研究内容
这将是一个工程热力学研究的问题。
工程热力学重点研究热能转换成机械 能的过程
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内燃机
热力过程 压 ： 缩 火 进 花 气 点 燃 火 烧 膨胀 作 排功 能量转换： 热 燃 能 料 机化 械学 能能
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热能动力装置的特点
从能量转换的角度分析，具有以下几个特点： 1．需要有某些物质作为工质，协助能量转换的 实施； 2．依靠工质膨胀作功产生动力； 3．工质从热源吸收的热能中，只有一部分转换 为功，其余的部分放给冷却水或大气。